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updated 6:59 PM CET, Dec 16, 2017

Atlas del inframundo revela océanos y montañas perdidos en la historia de la Tierra

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interior de la Tierra

La Tierra tiene el mal hábito de borrar su propia historia

En las intersecciones de las placas tectónicas en todo el mundo los bloques de corteza oceánica se sumergen en el manto, parte del ciclo continuo que no sólo impulsa la deriva de los continentes, sino que también alimenta el volcanismo que construye cadenas de islas como Japón y montañas como los Andes. La desaparición de estas placas, llamada subducción, dificulta la reconstrucción de los océanos como existían hace cientos de millones de años, así como las montañas que los rodean. "Todos los días estamos perdiendo información geológica de la faz de la Tierra", dice Jonny Wu, un geólogo de la Universidad de Houston en Texas. "Es como perder pedazos de vidrio roto mientras intentas volver a ponerlos en orden".

Sin embargo, los geocientíficos han comenzado a recoger estas piezas mirando al interior del manto, usando ondas de terremoto que pasan a través del interior de la Tierra para generar imágenes que se asemejan a tomografías computarizadas (TC). En los últimos años, las mejoras en estas técnicas tomográficas han revelado muchos de estos bloques fríos y gruesos a medida que caen libremente a cámara lenta hasta su último cementerio - montones de rocas situados justo encima del núcleo fundido de la Tierra, a 2.900 kilómetros por debajo.

Ahora está enfocándose la radiografía completa del interior de la Tierra. El próximo mes, en una reunión de la Unión Geofísica Americana en San Francisco, California, un equipo de científicos holandeses anunciará un catálogo de 100 placas subducidas, con información sobre su edad, tamaño y registros de roca superficial relacionados, basados ​​en su propios controles y modelos de tomografía y cruzados con otros estudios publicados. "Paso a paso fuimos cada vez más profundo, más antiguo y mayor", dice Douwe van Hinsbergen, geólogo de la Universidad de Utrecht en Holanda, que dirigió el proyecto junto con los geólogos Douchleigh y Wim Spakman.

Atlas del inframundo

Un catálogo de 100 placas enterradas en el manto de la Tierra muestra su tamaño, edad y posiciones anteriores cerca de la superficie.

Atlas del inframundo

Este "atlas del inframundo", como lo llaman, contiene los fantasmas de la geografía pasada. Rebobinando el reloj y trayendo estas placas catalogadas de nuevo a la superficie, los científicos pueden calcular hacia fuera los tamaños y la localización de los antiguos océanos. Además, pueden localizar donde habrían desencadenado la fusión las placas de hundimiento, liberando gotas de magma que se elevaron en la corteza y condujeron el volcanismo. Eso ha ayudado a los científicos de la Tierra a identificar dónde subieron las antiguas montañas y luego se erosionaron, y sus huellas sólo se veían en inexplicables registros de rocas. "Es un momento bastante emocionante poder juntar todas estas piezas", dice Mathew Domeier, un modelador tectónico de la Universidad de Oslo.

Esto sólo se ha hecho posible recientemente ya que la técnica subyacente, la tomografía del manto, está plagada de incertidumbres. Se basa en millones de ondas sísmicas recibidas por sensores dispersos de manera desigual alrededor del mundo. Se supone que las ondas con tiempos de llegada más rápidos han pasado a través de la roca más fría de placas subducidas. Pero la cobertura del sismómetro es irregular. Los terremotos - las fuentes de las ondas sísmicas - no ocurren en todas partes, y las ondas se ponen más borrosas cuando pasan cerca del núcleo o viajan largas distancias. "Muy a menudo en las regiones que tienen las estructuras más interesantes, usted tiene la mayor incertidumbre", dice Ved Lekic, tomógrafo de la Universidad de Maryland en College Park.

Los grupos académicos de todo el mundo utilizan más de 20 modelos para interpretar los datos tomográficos, y sus imágenes del manto y sus estructuras a menudo entran en conflicto, dice Grace Shephard, una profesora en la Universidad de Oslo. En los próximos meses, publicará una comparación de 14 modelos diferentes que evaluarán qué placas parecen más probables de ser reales. Sus resultados podrían poner en duda algunas de las placas en el atlas de Utrecht. Pero la imagen del interior de la Tierra es cada vez más creíble, gracias a la mejora de la potencia de cálculo y de tales proyectos de intercomparación.

A estas alturas el cuadro de placas perdidas es lo suficientemente preciso para que los científicos intenten rebobinar el reloj, reconstruyendo mundos desaparecidos. En la tomografía anterior, las placas de inmersión parecían manchas en una lámpara de lava. Pero a medida que los modelos han mejorado, se han revelado las placas en el manto superior como cortinas rígidas y rectas, dice John Suppe, que dirige el Centro de Tectónica y Tomografía de la Universidad de Houston. Las imágenes dejan claro que, a medida que se sumergen, las placas de 500 kilómetros de espesor flexionan, pero no se arrugan, y ha hecho más fácil para Suppe y otros desenrollarlas. "Estamos descubriendo que estas placas se despliegan con bastante facilidad, y no están tan deformadas", dice Suppe.

Estas reconstrucciones están poniendo en cuestión los movimientos de placas inferidos de la antigua corteza oceánica que fue raspada y preservada en los continentes, dice Suppe. "Casi en todas partes hemos visto esto", dice Suppe, "lo que encontramos en el manto no es exactamente lo que se predeciría".

Las reconstrucciones también están resucitando montañas que se habían perdido hace tiempo. Por ejemplo, en un estudio publicado hace varios meses, Wu y Suppe reconstruyeron los viajes de 28 placas para recrear el mar filipino tal como era hace más de 50 millones de años. Más allá de identificar lo que parece ser una pieza de la corteza del océano previamente desconocida, predijeron que cuando una de sus paleoplacas se sumergió en el manto, lanzó una gran cadena de volcanes que finalmente chocaron con Asia. Ese proceso convulsivo podría explicar las misteriosas rocas dobladas en Japón y debajo del Mar del Sur de China.

Del mismo modo, placas debajo de América del Norte han ayudado a traer la historia de la construcción de montañas de este continente con un enfoque más claro. Karin Sigloch, un geofísico de la Universidad de Oxford en el Reino Unido, mostró que las cadenas montañosas occidentales de América del Norte, incluidas las Rocosas, se formaron probablemente entre 200 millones y 50 millones de años cuando varias pequeñas placas fueron subducidas bajo el continente, enyesando múltiples archipiélagos volcánicos contra la masa terrestre.

Van Hinsbergen y sus compañeros de Utrecht esperan que su amplio atlas de placas haga posible reconstruir una imagen más completa de la antigua geografía. En 2012 utilizaron la tomografía de placas para limitar la longitud de los arcos de islas volcánicas que hace 200 millones de años puntearon el océano que rodeaba el supercontinente Pangea. Dos años más tarde utilizaron su modelo global para estimar el número de zonas de subducción que habrían estado activas en los últimos 250 millones de años, junto con la cantidad de dióxido de carbono (CO2) que han emitido los volcanes de subducción. La estimación se corresponde estrechamente con registros geológicos de proxy para el CO2 atmosférico durante el mismo período. Y a principios de este año Van Hinsbergen publicó un estudio en Science Advances con Lidia Boschman, una estudiante graduada, que identificó varias placas que pueden haber desempeñado un papel en el nacimiento del Océano Pacífico. "Lo hemos hecho", dice Van Hinsbergen. "Si todo esto era una tontería, es realmente una coincidencia".

Incluso con estas nuevas técnicas, que Suppe llama "tectónica de placas", la memoria del manto de las placas de los océanos sólo se remonta a 250 millones de años, el tiempo que tarda una en caer al fondo del manto y ser totalmente reciclada. Más allá de eso, la Tierra sigue cubriendo sus huellas.

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